Оксид железа(III)
| Оксид железа(III) | |
|---|---|
 | |
-oxide-sample.jpg) | |
| Общие | |
| Систематическое наименование |
Оксид железа(III) |
| Традиционные названия | окись железа, колькотар, крокус, железный сурик, гематит |
| Хим. формула | Fe2O3 |
| Рац. формула | Fe2O3 |
| Физические свойства | |
| Состояние | твёрдое |
| Молярная масса | 159,69 г/моль |
| Плотность | 5,242 г/см³ |
| Термические свойства | |
| Температура | |
| • плавления | 1566 °C |
| • кипения | 1987 °C |
| Классификация | |
| Рег. номер CAS | 1309-37-1 |
| Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное. | |
Окси́д желе́за(III) (окись железа, колькотар, гематит, крокус; химическая формула — Fe2O3) — сложный неорганический солеобразующий оксид железа со степенью окисления железа +3.
Физические свойства
В ромбоэдральной альфа-фазе оксид железа является антиферромагнетиком ниже температуры 260 К; от этой температуры и до 960 K α-Fe2O3 — слабый ферромагнетик[1]. Кубическая метастабильная гамма-фаза γ-Fe2O3 (в природе встречается как минерал маггемит) является ферримагнетиком.
Оксид железа(III) — амфотерный оксид красно-коричневого цвета с большим преобладанием осно́вных свойств. Термически устойчив до температур выше температуры испарения (1987 °C). Образуется при сгорании железа на воздухе. Не реагирует с водой. Медленно реагирует с кислотами и щелочами. Восстанавливается монооксидом углерода, расплавленным железом. Сплавляется с оксидами других металлов и образует двойные оксиды — шпинели.
В природе встречается как широко распространённый минерал гематит, примеси которого обусловливают красноватую окраску латерита, краснозёмов, а также поверхности Марса; другая кристаллическая модификация встречается как минерал маггемит.
Химические свойства
1. Взаимодействие с разбавленной соляной кислотой:
[math]\displaystyle{ \mathsf{Fe_2O_3 + 6HCl \longrightarrow 2FeCl_3 + 3H_2O}. }[/math]
2. Взаимодействие с карбонатом натрия:
[math]\displaystyle{ \mathsf{Fe_2O_3 + Na_2CO_3 \longrightarrow 2NaFeO_2 + CO_2\uparrow} }[/math]
3. Взаимодействие с гидроксидом натрия при сплавлении:
[math]\displaystyle{ \mathsf{Fe_2O_3 + 2NaOH \longrightarrow 2NaFeO_2 + H_2O} }[/math]
4. Восстановление до железа водородом:
[math]\displaystyle{ \mathsf{Fe_2O_3+3H_2 \xrightarrow{1000^\circ C} 2Fe+3H_2O} }[/math]
Получение
Термическое разложение соединений солей железа(III) на воздухе:
- [math]\displaystyle{ \mathsf{Fe_2(SO_4)_3 \rightarrow Fe_2O_3 + 3SO_3} }[/math]
- [math]\displaystyle{ \mathsf{4Fe(NO_3)_3\cdot9H_2O \rightarrow 2Fe_2O_3 + 12NO_2\uparrow + 3O_2 + 36H_2O} }[/math]
Обезвоживание метагидроксида железа прокаливанием:
- [math]\displaystyle{ \mathsf{2FeO(OH) \rightarrow Fe_2O_3+H_2O} }[/math]
В природе — оксидные руды железа гематит Fe2O3 и лимонит Fe2O3·nH2O
Применение
Применяется при выплавке чугуна в доменном процессе, катализатор в производстве аммиака, компонент керамики, цветных цементов и минеральных красок[2], при термитной сварке стальных конструкций, как носитель аналоговой и цифровой информации (напр. звука и изображения) на магнитных лентах (ферримагнитный γ-Fe2O3), как полирующее средство (красный крокус) для стали и стекла.
В пищевой промышленности используется в качестве пищевого красителя (E172).
В ракетомоделировании применяется для получения катализированного карамельного топлива, которое имеет скорость горения на 80 % выше, чем обычное топливо.
Является основным компонентом железного сурика (колькотара).
В нефтехимической промышленности используется в качестве основного компонента катализатора дегидрирования при синтезе диеновых мономеров[3].
См. также
Примечания
- ↑ Greedon J. E. Magnetic oxides // Encyclopedia of Inorganic chemistry (неопр.) / R. Bruce King (Ed.). — New York: John Wiley & Sons, 1994. — ISBN 0-471-93620-0.
- ↑ Природные с примесями разновидности оксида Fe2O3 применяются в качестве жёлтых (охра), красных (мумия) и коричневых (умбра) пигментов для красок.
См. также Вивианит (синяя охра). - ↑ Э. Х. КАРИМОВ, Л. З. КАСЬЯНОВА, Э. М. МОВСУМЗАДЕ, Р. Р. ДАМИНЕВ, О. Х. КАРИМОВ. Закономерности дезактивации железоокисного катализатора дегидрирования метилбутенов в изопрен в промышленных адиабатических реакторах // НЕФТЕХИМИЯ. — 1954-01-01. — Вып. 3. — С. 2014. — ISSN 0028-2421. Архивировано 11 июля 2020 года.
Литература
- Химическая энциклопедия / Редкол.: Кнунянц И.Л. и др.. — М.: Советская энциклопедия, 1990. — Т. 2 (Даф-Мед). — 671 с. — ISBN 5-82270-035-5.